организаций (или по названиям целых ВО).

Для обеспечения контроля за доступом к информации все компоненты LB должны взаимодействовать на основе взаимной аутентификации, а пользователи, делающие запрос на сервер LB должны иметь действительный сертификат. Все сообщения, посланные по сети, шифруются, чтобы их содержание было недоступно для посторонних.

2.6.3 Источники извещений о событиях

В заключение этого раздела приведем список возможных источников извещений, связанных с выполнением заданий в грид-системе:

Пользовательский интерфейс регистрирует задание в LB и предоставляет информацию относительно передачи задания ресурс-брокеру.

Брокер ресурсов регистрирует различные события по мере прохождения задания через компоненты WMS, а также другую важную информацию, связанную с заданием (например, выбор CE, на котором будет выполняться задание).

Вычислительный элемент обеспечивает информацию о ходе выполнения задания.

Помимо указанных выше компонентов WMS, генерировать события может также специальный фрагмент – тэг (User Tag) - пользовательского кода в самом задании.

Задания с контрольными точками (checkpointable) также могут использовать LB, чтобы следить за продвижением задания.

Наконец, сама LB может быть источником извещений, например, при изменении списков управления доступом к информации о задании (ACL).

2.7Подсистема учета

До настоящего времени существующие глобальные грид-системы использовались для научных исследований, в которых ресурсы предоставлялись научно-исследовательскими организациями в совместное использование для достижения общих некоммерческих целей. Причем эти грид-системы, в основном, работали в тестовом режиме. Поэтому детальный учет использования ресурсов не был первоочередной задачей.

Однако с переходом грид-систем к полнофункциональному обслуживанию пользователей из различных областей вопрос об учете использования грид-ресурсов становится весьма актуальным – в том числе, и в связи с возможным введением оплаты (в той или иной форме) за использование ресурсов.

Подсистема учета (Accounting Subsystem, AS) аккумулирует информацию об использовании грид-ресурсов отдельными пользователями, группами пользователей и виртуальными организациями. На основе собранной информации может формироваться политика распределения ресурсов и взиматься плата за их использование. Кроме того, эта информация позволяет осуществлять подготовку статистических сообщений, прослеживать использование ресурса индивидуальными пользователями. Она может также использоваться, чтобы осуществлять политику доступа, основанную на пользовательских квотах на использование ресурсов, а также для улучшения балансировки загрузки грид-ресурсов.

Мы кратко поясним принципы работы этой подсистемы на примере ППО gLite.

54

2.7.1 Подсистема учета ППО gLite

Программное обеспечение подсистемы учета DGAS (DataGrid Accounting System) ППО gLite не имеет центрального архива учетной информации. Вместо этого такая информация распределена по набору независимых серверов учета, которые ведут записи учета групп пользователей и ресурсов грида.

Подсистема учета состоит из трех компонентов:

службы регистрации пользователей и ресурсов, а также хранения учетной информации;

службы формирования цены;

службы сбора информации об использовании ресурсов.

Постоянно работающие агенты службы сбора информации об использовании ресурсов, устанавливаются в ресурсных центрах - на вычислительные элементы (CE) и элементы хранения данных (SE).

Служба регистрации пользователей и ресурсов и хранения учетной информации (Home Location Register, HLR) является ответственной за хранение учетной информации для пользователей и для ресурсов грида. Она получает учетную информацию - так называемые, Отчеты об использовании, - от службы сбора информации и хранит ее для обслуживания последующих запросов. Информация, полученная от HLR, может быть отсортирована по пользователям, ресурсам, или по выполненным заданиям.

Эти отчеты использования являются основой для последующего подсчета (совместно со службой формирования цены, см. ниже) стоимости задания и для возможных взаиморасчетов пользователей и провайдеров ресурсов. Кроме общей информации об учетных записях пользователей и ресурсов, сервер HLR хранит информацию об использовании ресурсов каждым из заданий, связанных с учетными записями ресурса и/или пользователя.

Существуют два типа серверов HLR:

пользовательские HLR хранят информацию с точки зрения пользователей и предоставляют пользователям информацию о них самих и о заданиях, которые они направляли в грид:

ресурсные HLR хранят информацию об использовании ресурсов и обслуживают запросы администраторов или владельцев ресурсных центров.

Это сделано для масштабируемости подсистемы учета: с ростом числа пользователей грида, будет расти число пользовательских HLR, и различные пользователи будут зарегистрированы в различных HLR. При этом необходимо, чтобы вся отчетная информация относительно данного пользователя была отправлена и хранилась на (пользовательском) HLR, который управляет его учетной записью. С другой стороны CE получает задания от различных пользователей, которые зарегистрированы во многих различных HLR. Ясно, что владелец ресурса, который нуждается в исчерпывающей информации об использовании его CE, не может делать запросы во все пользовательские HLR, чтобы ее получить (то же самое, конечно, справедливо для пользователей, которые не должны делать запросы в несколько ресурсных HLR). Следовательно, копии отчетов использования ресурсов всеми заданиями, выполняемыми на данном CE должны присутствовать на другом HLR, который управляет учетной записью CE ("ресурсный" HLR). Таким образом, владелец ресурса может сделать запрос только в единственный HLR, чтобы иметь исчерпывающее представление об использовании его ресурсов. Специальный компонент обеспечивает сопоставление отчетов использования с учетными

55

записями пользователя/ресурса, а также обмен сообщениями между пользовательским и ресурсным HLR.

Служба формирования цены (Price Authority, PA) назначает цену за использование ресурсов грида в пределах своего административного домена. Цены, которые хранятся в ценовой базе данных, могут быть назначаться вручную или с использованием различных динамических алгоритмов оценки. Цена ресурса используется, чтобы вычислить стоимость выполнения задания и последующих взаиморасчетов провайдеров и потребителей грид-ресурсов. Предлагается, что должен быть один сервер PA для каждой виртуальной организации.

На этом мы заканчиваем краткий обзор назначения и принципов работы основных компонентов глобальных грид-систем и переходим к описанию грид-инфраструктуры в

56

3 Реализация грид-технологий в проекте EGEE/LCG/RDIG

Соответствие всем трем критериям грида, указанным в разделе 1.4.2, наиболее четко прослеживается для глобальных систем, разрабатываемых для решения крупных научных задач. Примерами таких систем и грид-проектов являются: Open Science Grid [50], AliEn [51], Nordugrid [52] и EGEE [13]. В силу ограниченных размеров статьи, мы сосредоточимся на крупнейших из них – EGEE, в котором авторы – в составе грид-группы НИИЯФ МГУ - принимают непосредственное участие.

Инфраструктура EGEE создается на основе исследовательской сети Европейского союза (ЕС) GEANT и в ней использован опыт, накопленный в таких проектах, как DataGrid [16], LCG [12] и в национальных проектах, например, e-Science , INFN Grid, Nordugrid, и Open Science Grid. Она обеспечит возможность совместной работы с другими гридами во всем мире, включая США и Азию, что будет способствовать появлению всемирной гридинфраструктуры.

3.1 Основные цели и структура проекта EGEE

Главной целью проекта EGEE (Enabling Grids for E-sciencE - Развёртывание Грид-систем для развития е-науки) является создание глобальной грид-инфраструктуры. В результате его осуществления, ученые, работающие как в академических институтах, так и в промышленности, получат доступ к значительным географически распределенным ресурсам вычислительной техники вне зависимости от того, где они находятся. По аналогии с аналогичными бизнес-приложениями (е-бизнес - бизнес в сети Интернет) исследования с использованием распределенных систем назвали «е-наукой».

Более детально, задачами проекта являются:

развертывание унифицированной, надежной, масштабируемой грид-системы и соответствующей инфраструктуры,

наращивание ресурсов вычислительной техники и хранения данных, объединенных этой грид-инфраструктурой;

совершенствование промежуточного программного обеспечения;

привлечение новых пользователей как из различных научных, так и из производственных областей;

обеспечение высокого уровня их обучения и поддержки при использовании гридинфраструктуры проекта.

Проект финансируется Европейским Сообществом и странами-участниками. Его первый двухлетний этап закончился в марте 2006 года, после чего начался второй, тоже двухлетний, этап – EGEE-II. Цель EGEE-II – на основе результатов проекта EGEE создать полнофункциональную, постоянно работающую глобальную грид-инфраструктуру «производственного» уровня, взаимодействующую с другими гридами во всем мире. В результате появится исключительно высокопроизводительная всемирная инфраструктура, намного превосходящая по своим возможностям локальные кластеры и отдельные центры.

В консорциум EGEE-II входят свыше 90 участников из 32 стран. Они объединены в 12 федераций и представляют почти все основные европейские международные и национальные грид-проекты, а также проекты в США и Азии. Кроме того, несколько родственных проектов (48 ассоциированных участников) распространят гридинфраструктуру на Средиземноморье, Балтику, Латинскую Америку и Китай. Множество проектов, развившихся из EGEE и EGEE-II или связанных с ними, подтверждают роль

57

EGEE как инкубатора грид-технологий.

Грид-инфраструктура EGEE уже стала повседневным рабочим средством для целого ряда больших и малых исследовательских сообществ. В ней работают приложения для физики высоких энергий, биологических наук и смежных дисциплин, наук о Земле, астрофизики, вычислительной химии, термоядерной энергетики и других. Более подробно о прикладных областях, которые решают свои задачи с помощью грида EGEE будет рассказано в конце этой части.

3.1.1 Направления работ по проекту

Всоответствии с задачами проекта, работа в EGEE-II подразделяется на следующие направления:

обеспечение развития грид-сообщества (Networking Activities, NA);

функционирование служб грид-инфраструктуры (Service Activities, SA);

совместные исследования участников проекта (Joint Research Activities, JRA). Первое направление (NA) включает в себя:

NA1 – управление проектом;

NA2 – распространение знаний и опыта использования грид-технологий;

NA3 – обучение и подготовка пользователей грида;

NA4 – поиск и взаимодействие с прикладными областями, в которых может с успехом использоваться грид, и их поддержка в грид-инфраструктуре;

NA5 – выработка общей политики проекта и вопросы международного сотрудничества.

Врамках второго направления (SA) функционируют следующие службы:

SA1 – поддержка, эксплуатация и управление грид-инфраструктурой;

SA2 – обеспечение сетевыми ресурсами;

SA3 – интеграция, тестирование и сертификация ППО; эта служба объединяет элементы промежуточного программного обеспечения из разных источников с целью получить интегрированные релизы, готовые к размещению в инфраструктуре проекта.

Совместные исследования (JRA) ведутся в следующих областях:

JRA1 – развитие промежуточного программного обеспечения (разработка и поддержка gLite);

JRA 2 – обеспечение качества работы грид-инфраструктуры; в частности, общая координация мер безопасности.

Большое внимание во второй фазе проекта уделяется поддержке приложений и распространению информации о проекте, чтобы обеспечить быстрое увеличение числа пользователей по сравнению с первой фазой EGEE. При этом особая важность придается привлечению приложений из производственных областей. Для этого разработана специальная программа EGEE по работе с бизнес-партнерами (Business Associate) и, в частности, организован Индустриальный форум (Industry Forum) – регулярная серия различных мероприятий (конференции, семинары, встречи), на которых представители индустрии могут ознакомиться с возможностями грида, а представители EGEE – с

58